Proyecto con celdas peltier

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2.1.1 Celda Peltier

El efecto Peltier consiste en el enfriamiento o calentamiento de una unión entre dos conductores distintos al pasar una corriente eléctrica por ella y que depende exclusivamente de la composición y temperatura de la unión. En la Figura 1 se observa el esquema del circuito.

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Figura 1. Esquema del efecto Peltier

La potencia calorífica intercambiada en la unión entre A y B es Donde πAB es el coeficiente Peltier, que se define como el calor intercambiado en la unión por unidad de tiempo y de corriente que circula a través de la misma, J es el flujo de corriente eléctrica, ΔT la diferencia de temperatura absoluta entre A-B y αAB el coeficiente Seebeck.

Este efecto realiza la acción inversa al efecto Seebeck. Consiste en la creación de una diferencia térmica a partir de una diferencia de potencial eléctrico. Ocurre cuando una corriente pasa a través de dos metales diferentes o semiconductores (tipo-n y tipo-p) que están conectados entre sí en dos soldaduras (uniones Peltier). La corriente produce una transferencia de calor desde una unión, que se enfría, hasta la otra, que se calienta. El efecto es utilizado para la refrigeración termoeléctrica.

El efecto Seebeck es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1821 por el físico alemán Thomas Johann Seebeck inversa al efecto Peltier. Este efecto provoca la conversión de una diferencia de temperatura en electricidad. Se crea un voltaje en presencia de una diferencia de temperatura entre dos metales o semiconductores diferentes. Una diferencia de temperaturas T1 y T2 en las juntas entre los metales A y B induce una diferencia de potencial V.[1]

2.2 Disipadores de calor (heatsinks)

Los disipadores de calor son componentes metálicos que utilizan para evitar que algunos elementos electrónicos como los transistores bipolares , algunos diodos, SCR, TRIACS, MOSFETS, etc., se calienten demasiado y se dañen. El calor que produce un transistor no se transfiere con facilidad hacia el aire que lo rodea.

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Figura 2. Disipadores de calor

Algunos transistores son de plástico y otros metálicos. Los que son metálicos transfieren con más facilidad el calor que generan hacia el aire que lo rodea y, si su tamaño es mayor, mejor.

2.3 Ventiladores

Tipo de ventilador que proporciona un impulso energético al aire en espiral; clasificados por la forma de sus cuchillas, la inclinación y el número de éstas.

Al igual que si se tratase de las hélices de un avión, las palas de ventilador empujan en aire de forma paralela al eje del ventilador. Este tipo de ventilador es el que nos encontramos en los chasis de pc, o en los disipadores.

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Figura 3. Ventilador de pc

Este es el elemento estructural del ventilador. No hay mucho que decir de este elemento, ya que es el que menos se presta a la innovación. No obstante, se debe conseguir que sea lo suficientemente rígido y sólido para que no se produzcan vibraciones en el chasis debido a su solidez. Además, incluyen 8 agujeros, 4 a cada lado del ventilador para poder atornillarlo. En él se indica la dirección del flujo de aire del ventilador, así como el sentido de rotación del mismo. Los modelos más avanzados incluyen soluciones para reducir vibraciones, como silent blocks o juntas de goma, e incluso sistemas de canalización específicos para incrementar la presión del aire, como en los Noctua F12.

Aspas del ventilador: Es la parte móvil, y la que se encarga de generar el movimiento del aire. Puede parecer que el diseño es siempre el mismo o muy parecido, pero lo cierto es que en los últimos años ha habido una gran evolución en este campo, y hoy en día podemos encontrar diseños muy elaborados y con muy buenos resultados como podrían ser los Noiseblocker eLoop. Aquí podríamos diferenciar entre 2 vertientes: por un lado, los ventiladores que buscan ofrecer el mayor caudal posible, y que cuentan con aspas más pequeñas y normalmente más numerosas, cuyo fin es tener el máximo caudal de aire posible siempre y cuando tenga poca restricción, siendo perfectos para ventiladores de caja.

Motor: Es el núcleo del ventilador. Se ubica en el centro, y se trata básicamente de un electroimán, y que mediante la carga eléctrica suministrada provoca el giro de las aspas del ventilador a través de los rodamientos. Este es uno de los elementos clave para el funcionamiento del ventilador. [2]

II PROPUESTA DE SOLUCIÓN

3.1 Diagrama de Ishikawa

En este diagrama Ishikawa se reflejará la causa que es respecto al sistema de refrigeración y las consecuencias que tiene el mismo al consumo eléctrico, medio ambiente, salud, economía, máquina y mano de obra. [pic 7]

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3.2 Metodología

Para realizar la metodología se considera la información que hemos buscado para realizar el sistema económico de refrigeración y llevarlo a cabo con un buen encendido y se mantenga en funcionamiento.

Se caracteriza por la implementación de celdas termoeléctricas.

Se realizará siguiendo los siguientes pasos.

Paso 1: Planeación y creación de diseño del prototipo: se hará una lluvia de ideas de las cuales se dará un diseño creativo.

Paso 2: Compra y reciclado de materiales a utilizar:

- aserrín prensado de 30cm x 25cm.

- arandelas de acero inoxidable.

- tornillos de 3.80 cm.

- disipadores de 8cm x 8cm.

- abanicos de 10cm x 10 cm.

- celdas Peltier.

- pasta térmica.

- fuente de alimentación.

- cable para fuente.